Mehanoluminiscecnes izmantošana mehānisko spriegumu kartēšanā

Abstract

Materiāli ikdienas pielietojumos tiek pakļauti mehāniskām iedarbībām. Nesabalansēti mehāniskie spriegumi var novest pie konstrukciju ātrākas nolietošanās. Mehanoluminiscence ir mehāniski stimulēta gaismas emisija. Ir novērota saistība starp mehānisko spriegumu materiālā un mehanoluminiscences intensitāti, tomēr materiālu sagatavošanas un datu apstrādes metodes nav plaši pētītas. Darbā tika veikts salīdzinājums starp optiskajām un mehanoluminiscentajām īpašībām dažādiem kompozītmateriāliem. Tika izstrādāta metode kompozītmateriālu sagatavošanai ar 3D printeri un novērtēts optimālais luminiscējošo slāņu skaits mehāniskā sprieguma kartēšanai. Pētījuma rezultāti var tikt izmantoti, lai relatīvi ātri un lēti izgatavot detaļu prototipus, ar kuriem veikt mehāniskā sprieguma kartēšanu, izmantojot bezkontakta metodi.

Materials are subjected to stress in common applications. Unbalanced mechanical stresses can cause constructs to deteriorate prematurely. Mechanoluminescence is the emission of light caused by mechanical interaction. Although a correlation between mechanical stress in the material and mechanoluminescence intensity has been observed, techniques of material preparation and data processing have not been thoroughly investigated. The optical and mechanoluminescent characteristics of several composite materials were compared. A technique for 3D printing composite materials was developed, and the optimal number of luminescent layers for mechanical stress mapping was determined. The results of the study may be implemented to create prototypes of components relatively quickly and inexpensively for mechanical stress mapping in a non-contact way.